Напряжение заряженного аккумулятора автомобиля: каким оно должно быть

Нормальные значения параметров АКБ «надо знать в лицо». По ним контролируется степень ее заряженности. Если контроль взять за привычку, то можно продлить срок службы изделия и избавить себя от встречи с последствиями его разрядки. Обсудим допустимые цифры и способы их замера. Также порассуждаем о причинах отклонений и выработаем список действий по возвращению величин в приемлемые рамки.

Содержание

Нормальное напряжение полностью заряженного аккумулятора автомобиля и методы его замера

Измерение вольтажа производится вольтметром. Он встречается в составе мультиметра, в конструкции нагрузочной вилки и в ассортименте дополнительного бортового оборудования. Вещь бездушная, но будучи присоединенной к АКБ, способна вызывать тревогу.

Без нагрузки: что показывает тестер при 100% заряде

12,6-12,7 Вольт при +20…+25°C. Именно такое напряжение должно быть на аккумуляторе автомобиля через 6 часов после полной зарядки от бытовой сети или стоянки с неработающим двигателем. При измерениях важно отсоединить одну из клемм и учитывать температуру аккумулятора. Скажем, при -10…-15°C «напруга» 12,7 В соответствует уже 75% заряду.

Сразу после отключения крокодилов зарядного устройства разность потенциалов несколько выше. Конкретной цифры нет. К примеру, у AGM она может быть в районе 13,8-14,8 В, у EFB и кальциевого – 13,8-14,4 В.

 

Под нагрузкой: что показывает нагрузочная вилка при 100% заряде и стоит ли вообще ей доверять

Все АКБ, которые держат более 10В в течение первых 5 секунд, считаются исправными. Да, статус размазанный, но точную степень разряженности или заряженности вилка без детального анализа параметров не скажет. Именно поэтому опираться на показания прибора с дополнительным сопротивлением не стоит даже при проверке нового аккумулятора перед покупкой в магазине.

Проблема в том, что у каждого АКБ свой показатель в А*ч, а единого напряжения, соответствующего 100% заряду под нагрузкой – нет. Таблиц тоже нет, зато есть еще одна головная боль. Отсутствуют единые требования к изготовлению нагрузочных вилок. В результате, можно купить прибор, потребляющий, скажем, 200 А или 100 А. И тогда вовсе возникает путаница.

Остается полагаться на реальные данные, которые берутся из опытов. Известно, что обычная батарея на 55 А*ч считается полностью заряженной, если нагрузочная вилка выдает 10,5 В, при этом:

• Напряжение после снятия нагрузки восстанавливается до 12,66-12,7 В.
• Температура окружающей среды – около +15°C.
• Нагрузка – 100 А.

В дополнение к вольтажу: плотность электролита заряженной АКБ

С эпохи дефицита батарей известно, что напряжение заряженного аккумулятора автомобиля напрямую зависит от плотности электролитической жидкости. С тех пор ничего не изменилось. Электролит – это по-прежнему смесь серной кислоты и дистиллированной воды, а ареометр – прибор №1 в комплекте юного аккумуляторщика.

1,26-1,28 г/см3 при +20…+25°C. Такая плотность химического вещества в каждой банке соответствует напряжению 12,6-12,7 В. Подобное соотношение показаний ареометра и мультиметра говорит о том, что емкость источника питания восстановлена до 100%. Говоря научным языком, сульфат, откладывающийся на пластинах при разряде в составе сульфата свинца, полностью покинул электроды и прореагировал с водородом, перейдя в серную кислоту.

 

Зимой: каким должно быть напряжение полностью восстановленного аккумулятора автомобиля в мороз

12,9 В при -10…-15°C. Эта разность потенциалов соответствует 100% заряду АКБ. При минусовой температуре ход электрохимических реакций замедляется и факты тому подтверждение:

• При -30°C фактическая емкость батареи составляет примерно 50% от указанной на этикетке.
• Плотность электролита – 1,28 г/см3. Напряжение при -30°C – 12,4 В, а при +25°C – 12,7 В.
• При температуре ниже -25°C аккумулятор перестает брать заряд от генератора.

В холодных регионах принято добавлять в электролит серную кислоту, благодаря чему повышается его плотность. При 1,30-1,32 г/см3 напряжение аккумулятора автомобиля на морозе должно быть 12,9 В без нагрузки (температура: -10…-15°C). Увеличивая концентрацию сернокислого компонента, не стоит превышать 1,35 г/см3, иначе он начнет разъедать пластины.

К сведению. При разряде выделяется вода, и плотность электролитической жидкости падает, отчего случается ее замерзание при минусовых температурах. Лед коробит пластины, чем выводит АКБ из строя.

Чем вызваны отклонения от нормы в 12,6-12,7 В

Глубокая сульфатация пластин препятствует восстановлению напряжения без нагрузки до нормальных величин. В целом, это не единственный ее признак:

1. Уменьшается плотность электролитической жидкости в банках.
2. Аккумулятор быстро разряжается и быстро заряжается.
3. Пластины покрыты белым слоем.

Крупные сульфаты не растворяются в ходе обычного зарядного цикла с током 10% от емкости АКБ. Поэтому, время заряда от стандартного ЗУ сокращается, и электролит быстро закипает.

Прогресс сульфатации вызван хранением в разряженном состоянии. Частный случай – использование в режиме хронического недозаряда. Противостоять деструкции не способны ни кальциевые, ни прогрессивные батареи AGM и EFB.

Что делать, если разность потенциалов ниже 12,6 В

• Зарядить. 12,3-12,4 В. До этого напряжения можно разряжать аккумулятор автомобиля без особого для него вреда. Свыше 60% степени заряженности сульфатация протекает замедленным образом. Для восстановления батарею рекомендуется «погонять» током до 10% от емкости в течение 6-7 часов. Если изделие часто подзаряжается и в автономном состоянии держит норму, интересуйтесь, почему АКБ быстро разряжается при простое.
• Произвести десульфатацию. В незапущенных случаях достаточно подключить десульфатирующее устройство к клеммам АКБ на несколько дней и емкость восстановится. Спецприбор дорог, поэтому многие имитируют его функционал с помощью обычного зарядника и лампы из автомобильной фары.

Интересные факты из эксплуатации аккумуляторных батарей

Сколько потребляет стартер зимой, каков минимальный порог вольтажа для его срабатывания и сколько прокруток он может совершить в -20°C, прежде чем сядет аккумулятор? Как оценить степень заряженности АКБ только с помощью мультиметра, и как часто пользоваться зарядным устройством? Обо всем этом рассказывают эксперты журнала.

Батарея и стартер

Максимальный пусковой ток электромотора стартерного механизма на переднеприводных Ладах – не более 400 А. Зимой, как правило, дело доходит до 350 А. Летом требуется меньше – порядка 200 А.

Если сделать последовательно 5 попыток запуска двигателя при -20°C, аккумулятор сядет.
Результат получен при определенных условиях:

• Емкость АКБ – 60 А*ч.
• Изделие заряжено: при комнатной температуре тестер показывал 12,7 В.
• Батарея ночевала на улице.
• Длительность 1 попытки безуспешного запуска – 10 секунд.
• Машина – Lada Priora.
• Масло – полусинтетика Liqui Moly 10W-40.

 

К сведению. После отогревания в помещении батарея частично восстанавливается и способна еще несколько раз покрутить стартер.

11,9 В без нагрузки при температуре +15°C – минимальное напряжение, при котором двигатель еще может запуститься. Но ситуация опасна, поскольку при 11,9 В и ниже прогрессирует сульфатация.

Мультиметр – аккумулятор – ЗУ

Для оценки степени заряженности аккумулятора разработаны таблицы, увязывающие напряжение на клеммах с % заряда по шкале от 0 до 100%. Критическим принято считать 10,8 В. Это глубокий разряд. Обычная батарея переносит не более 2-3 таких предельных режимов.

Раз в два месяца при смешанном цикле езды. Такова периодичность подзаряда АКБ летом, весной и осенью. Зимой частота увеличивается до 2-3 недель при -10°C за бортом. При эксплуатации при температуре ниже -25°C зарядка должна производиться 1 раз в 5 дней.
 

Статьи

Подробное видео можно посмотреть на нашем канале

Советы профессионалов Аккумдом в СПб

Поговорим о том, как подготовить аккумулятор к зиме.

Давайте сразу тему разделим два типичных варианта.

Первый – это подготовка аккумулятора к зимнему хранению, если автомобиль в холодное время года не эксплуатируется. И второй – подготовка АКБ к активной зимней эксплуатации.

Подготовка к хранению

После того, как автомобиль поставлен в гараж на зимнюю стоянку, отсоединяем клеммы от аккумулятора. Аккумулятор из машины придётся вынуть, поскольку все остальные манипуляции с ним будет делать гораздо удобнее снаружи.

Если батарея обслуживаемая, то нужно проверить уровень электролита и заряд батареи.

Уровень электролита должен быть везде одинаковым и закрывать пластины сверху на 10-15 миллиметров.

Если уровень в разных секциях различается, его нужно выровнять.

Для выравнивания уровня электролита доливается ТОЛЬКО дистиллированная вода! Ни в коем случае не выравнивайте уровень ни электролитом, ни кипячёной водой!

Дистиллированную воду (иначе — дистиллят) можно купить в автомагазине или в аптеке.

Итак, уровень электролита везде доведён до нормы. Теперь нужно выровнять плотности.

Для этого аккумулятор ставится на зарядку.

Соблюдайте инструкцию по зарядке именно вашей батареи!

В конце заряда наблюдается бурное выделение газа – кипение – именно за счет этого электролит перемешивается. Процесс следует продолжать примерно 2 часа. Температура электролита не должна быть выше 45°С. Затем электролиту дают остыть пару часов и производят замер плотности. Если требуется, то корректировку повторяют.

Теперь батарею нужно полностью зарядить согласно инструкции. О проверке заряда аккумулятора мы подробно рассказали в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» Кроме того, на нашем сайте есть статья с тем же названием «Менять или заряжать?».

Обратите внимание, что полный заряд требуется и для обслуживаемых, и для необслуживаемых батарей. По сути, разница между ними только в возможности контроля уровня и плотности электролита.

Напомним, что для хранения электролит должен иметь плотность 1,27 г/см³.

Вот теперь аккумулятор готов к зиме!

Идеальная температура хранения аккумулятора +5°С. Эта температура обеспечивает минимальный саморазряд батареи.

С определенной периодичностью аккумулятор находящийся на хранении нужно полностью заряжать. Как часто это следует делать, зависит от температуры хранения аккумулятора, его возраста и износа, а также технологии изготовления батареи. При более низких температурах хранение потребуется более частых подзарядов. Чрезмерное тепло – более +20°С – тоже нежелательно ввиду большего саморазряда.

При соблюдении этих несложных требований с наступлением весны вам останется ещё раз полностью зарядить батарею и поставить на штатное место обратно в автомобиль.

Подготовка аккумулятора к зимней работе

Подготовка к зимней работе аккумулятора начинается точно с того же, что и подготовка к хранению. То есть с проверки уровня электролита и заряда. Конечно, и в этом случае, как и при подготовке к зимнему хранению, и уровень электролита, и заряд нужно довести до нормы.

Дальше всё будет определяться температурами, которые ожидаются в вашем регионе проживания зимой. Если морозы незначительные, до минус 25°С – 30°С, особенно беспокоиться не о чем. Нужно просто следить за зарядом аккумулятора и не забывать в случае необходимости дозаряжать батарею зарядным устройством.

Еще раз напомним, что подробно о проверке заряда батареи рассказано в нашем учебном ролике «Менять или заряжать?» .

А вот если вы живете в холодном районе, где температура зимой падает ниже минус 30°С, то плотность электролита перед таким холодами стоит скорректировать, а именно – повысить, чтобы при разряде аккумулятора «ослабший» по плотности электролит не замёрз. 

Итак, если температура зимой держится в пределах минус 25°С – минус 35°С, то рекомендуется поднять плотность электролита до значения 1,29 г/см³.

При температурах от минус 35°С до минус 50°С плотность электролита должна быть 1,31 г/см³.

Ну, а при температурах ниже минус 50°С плотность придётся скорректировать до значения 1,33 г/см³.

Обратите внимание, что здесь приведены плотности для ПОЛНОСТЬЮ заряженного аккумулятора!

Рекомендации по корректировке плотности электролита аккумулятора

Сама по себе корректировка плотности достаточно хлопотный процесс, требующий осторожности. Поэтому лучше эту работу поручить профессионалам.

Однако, если такой возможности нет, то вот наши рекомендации.

Для корректировки плотности электролита используется корректирующий раствор плотностью 1,4 г/см³. Купить корректирующий раствор непросто, так что придется потратить время на поиск.

Работать придется с ещё более кислым, а значит и более опасным, раствором, значит все меры предосторожности, изложенные в уже упомянутом ролике «Менять или заряжать?» должны быть соблюдены неукоснительно.

Корректировать плотность нужно небольшими порциями, по 20-30 мл за один раз на банку. Сама корректировка производится так же, как рассказано выше при выравнивании уровня – кипением при заряде.

Имейте ввиду, что весной, когда морозы спадут, придется заниматься обратной корректировкой – выкачивать ареометром часть электролита, доливать дистиллят и также, через кипение при заряде доводить плотность до требуемой.

Как понимаете, процесс корректировки электролита не быстрый, он требует терпения и аккуратности. Какие есть альтернативы? Их немного.

Первая альтернатива

Если не лень и позволяют условия, то можно на ночь просто снимать аккумулятор с машины и заносить его домой, а утром снова возвращать на штатное место. Хлопотно, конечно. А для прекрасной половины человечества ещё и совершенно не гуманно. Правда, плюс в том, что дома аккумулятор может стоять хоть день, хоть неделю, никаких дополнительных действий для этого не потребуется.

К тому же появляется лишний повод зарядить батарею зарядным устройством.

Есть и минус — обычно аккумулятор питает систему охраны автомобиля. С другой стороны и угнать машину без него не получится.

Вторая альтернатива

Утеплить аккумулятор. Утеплять можно либо просто запаковывая аккумулятор в специальный тёплый мягкий тканевый короб с крышкой, либо в такой же короб, но с подогревом. В любом случае короба должны быть выполнены из специальных кислотостойких материалов.

Конечно, от хлопот с гаечными ключами и тасканием тяжестей любое утепление избавит. Но следует помнить, что без подогрева утеплитель сможет защищать батарею всего 6-10 часов. А вот утеплитель с подогревом питаем сам подогрев ровно от того же аккумулятора, так что при слишком большом времени простоя есть опасность разрядить аккумулятор именно подогревом.

Какой способ выбрать – каждый решает сам.

Поделиться

К списку статей

Что такое аккумулятор с высокой плотностью энергии? | Батарея Понедельник

Плотность энергии батарей может отображаться двумя способами: гравиметрическая плотность энергии и объемная энергия плотность. Гравиметрическая плотность энергии — это мера того, сколько энергии содержит батарея по отношению к ее весу. Это измерение обычно представлено в ватт-часах на килограмм ( Вт-ч / кг). Объемная плотность энергии, с другой стороны, сравнивается с его объемом и обычно выражается в ватт-часах на литр ( Вт-ч/л

). Как правило, мы называем плотность энергии батареи гравиметрической (весовой) плотностью энергии, а ватт-час является мерой электрической энергии, эквивалентной одному часу, одному ватту потребления. Напротив, плотность мощности батареи является мерой того, насколько быстро может быть доставлена ​​энергия, а не того, сколько доступной сохраненной энергии. Плотность энергии часто путают с плотностью мощности, поэтому важно понимать разницу между ними.

Формула расчета

Плотность энергии батареи можно легко рассчитать по следующей формуле: Номинальное напряжение батареи (В) x Номинальная емкость батареи (Ач) / Вес батареи (кг) = Удельная энергия или плотность энергии (Втч/кг).

LiCo и LiFePO4 Плотность энергии аккумуляторов

Вообще говоря, батареи LiCo имеют плотность энергии 150-270 Втч/кг . Их катод состоит из оксида кобальта и типичного углеродного анода со слоистой структурой, которая перемещает ионы лития от анода к катоду и обратно. Этот аккумулятор популярен благодаря своей высокой плотности энергии и обычно используется в потребительских товарах, таких как сотовые телефоны и ноутбуки. 9Аккумуляторы 0003 LiFe

, с другой стороны, имеют плотность энергии 100-120 Втч/кг . Хотя это ниже, чем у LiCo-батарей, в категории перезаряжаемых аккумуляторов все же считается выше. В батареях LiFe используется фосфат железа для катода и графитовый электрод в сочетании с металлической подложкой для анода. Они идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленного применения из-за их лучшей способности выдерживать высокие и низкие температуры.

Вывод

Что касается отдельного элемента, положительные и отрицательные материалы и процесс производства батареи будут влиять на плотность энергии, поэтому необходимо разработать более разумные материалы и лучшую технологию производства, чтобы получить более эффективную батарею. Grepow не только производит как LiCo, так и LiFe аккумуляторы, но мы также производим

полутвердых аккумуляторов с высокой плотностью энергии из 275~300 Втч/кг , что выше, чем у двух ранее упомянутых аккумуляторов, и Снижение веса на 15% по сравнению с обычными батареями той же емкости. Это будет лучший выбор для моделей, которым требуется меньший вес и большая выносливость .

Видео

Канал Battery Monday

Grepow’s  Battery Monday  Канал рассказывает об аккумуляторах и советах по аккумуляторам. Если у вас есть вопросы по этой теме ( Что такое батарея с высокой плотностью энергии?  ) или у вас есть какие-либо вопросы, связанные с батареями, свяжитесь с нами по электронной почте 

[email protected]

. Официальный сайт Grepow: https://www.grepow.com/ Facebook: https://www.facebook.com/grepowbattery Grepow Linkedin: Аккумулятор Grepow

Время зарядки литий-ионного аккумулятора до плотности заряда

Перейти к основному содержанию

гедион в. Теклевольде Гедион В. Теклевольде

Гедион В. Теклевольде

Генеральный директор и по совместительству приглашенный доцент Фармингдейлского государственного колледжа (SUNY)

Опубликовано 16 ноября 2015 г.

+ Подписаться

Экспериментальная стадия
Вводный отчет, Нет Спонсируемые независимые частные исследования и исследования литий-ионных аккумуляторов.
2008~2010
Литий-ионный аккумулятор
Введение :

В течение почти 20 лет я работал в сфере бытовой электроники, где меня всегда интересовало, почему зарядка батареи занимает много времени, почему электрическое поле исчезает на расстоянии r , можно ли направить звуковую волну для перемещения, сфокусированную как свет, является ли углерод лучший проводник по сравнению с медью и серебром, может ли подводная лодка быть сделана из двигателя электрического поля и могут ли частицы уничтожаться. Я всегда читал и экспериментировал, чтобы ответить на некоторые из этих вопросов с начала 1980-х годов. Я также среди немногих, кто считает, что Максвелл уравнения не используются полностью, пока мы не перейдем к квантовой механике, которая сама по себе также является полезным знанием.

Первоначально целью эксперимента было найти способы улучшить (уменьшить) время заряда литий-ионных аккумуляторов для моделей IBM X60, X200, T43 и T41 и многих других электроинструментов Makita. Техника, использованная для сокращения времени зарядки, изначально не удалась, но привела к ожидаемому результату. Этот результат связан с тем, что в батарее сохраняется больше энергии, чем официально может быть сохранено в заявленном объеме элемента. Батареи, которые использовались, были в основном от ноутбуков IBM, а позже эксперимент был распространен на электроинструменты. Этот отчет не содержит фактической технологии, связанной с тем, как манипулировали батареями, чтобы они работали так, как они.
Процесс:
Как вы увидите на следующем снимке, используемая батарея имеет емкость 63,36 Втч. После того, что должно было стать методом сокращения времени зарядки, емкость батареи увеличилась до 654,12 Втч. из которых только до 72% новой мощности можно было заряжать без риска.

Эксперимент: ~~

Как вы также заметили, система IBM начинает подсчитывать количество времени, необходимое для зарядки оставшихся 29% батареи, которое составляет ≈ 15,45 часов. Это значение можно считать разумным, учитывая, что проектная мощность первоначально занимала около 6 часов. до 8 часов. по сравнению с недавно установленной мощностью, показанной слева (синяя рамка). Когда уровень заряда приближался к 72%, анализатор спектра регистрировал заметное тепло и колебания, используя специально сконфигурированный зонд с кольцевой катушкой. Затем отключили питание и разрешили начать разрядку с разумной постоянной скоростью.

Результат:

Как можно заметить, счетчик ресурсов компьютера IBM рассчитал доступный ресурс питания и показывает, что он составляет 30,47 часа с ошибкой примерно в полчаса или меньше. При нормальной мощности во время зарядки температура была относительно стабильной. При разрядке под нагрузкой не было заметно заметного нагрева или потери энергии. Для этого теста батареи температурная нестабильность началась, когда было достигнуто 72% емкости, в то время как другие продемонстрировали другой результат, включая емкостную (плохую) природу заряда. За исключением одной новой батареи, все экспериментальные батареи были бывшими в употреблении (старыми) в соответствии со стоимостью и доступным исследовательским фондом.

Платформа :

Хотя IBM может рассчитать и показать доступную мощность для использования в 30 часов, можно заметить, что эта цифра намного меньше по сравнению со значением 48~56 часов, которое может быть достигнуто, если только Было сохранено 654 Втч энергии. Это еще одна область проблемы, в которой во время подготовки к заряду зарядная емкость 462 Втч стала ограничением для этой батареи, в то время как для других она была еще ниже к старению.

Разрядка :
Полная накопленная энергия не используется полностью в режиме быстрой разрядки, например, при коротком замыкании, подобно нагрузке, которая резко лишает батарею возможности восстанавливаться путем повторной зарядки. Это считалось большим недостатком электроинструментов, где необходим крутящий момент, а батарея может внезапно выйти из строя. Для ручных инструментов не использовалось программное обеспечение IBM, а инструмент производства CADEX использовался для зарядки и сбора данных, а интерфейс был изменен для работы с CADEX. Относительная новая энергия, хранящаяся в батарее, по-видимому, согласуется между тем, что указано в ватт-часах в отношении ожидаемой работы, выполняемой при постоянной нагрузке, но не обязательно в связи с пиковым потреблением энергии, которое резко изменило состояние батареи и остается нерешенной проблемой.
Эксперимент на ноутбуках всегда проводился с использованием DVD-плеера с установленной программой повторного воспроизведения до тех пор, пока не было задокументировано предупреждение о разряде батареи или автоматическое отключение. Этот результат всегда сравнивался со временем, которое требовалось для разрядки батареи с использованием той же нагрузки до того, как для батареи был введен новый метод зарядки. В основном постоянная нагрузка (фиктивный резистор) и цифровой амперметр постоянного тока на базе RS232; Для сбора данных использовался измеритель ампер-часов и ватт-часов. Некоторые аккумуляторы для электроинструментов были протестированы (Milwaukee, Black & Decker) и также дали очень удовлетворительные результаты. Была также попытка испытать кадмиевые аккумуляторы, и этот результат в настоящее время не обсуждается.

Последствия :

• Результаты неоднозначны, поскольку все они различаются по дизайну и химическому составу. Почти во всех случаях работоспособность батарей резко снижается после нескольких повторных испытаний. Например, аккумулятор IBM SN#13763 полностью вышел из строя после четвертой зарядки.
• Есть некоторые проблемы, связанные с изменением нагрузки. В случае резкого скачка потребляемого тока у аккумуляторов резко снижается перезарядная способность или они приходят в негодность. Это было замечено в электроинструментах, где нагрузка была значительно непостоянной.
• До сих пор я не нашел способа вернуть батареи в исходное состояние перезарядки ни в традиционном, ни в гиперрежиме.
• После того, как батареи использовались в этом новом процессе зарядки, они больше не работали должным образом в старых или прямых системах зарядки IBM, Milwaukee и Makita.

Литий-ионная математика:

Энергия:
Распределение и концентрация энергии:

• МНОГОЗАДАЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ США.

  7 февр. 2020 г.

• Избегайте монополии

  10 мая 2019 г.

  

• Перепрофилирование угля в углерод

  18 апр. 2019 г.

• Энергия для крыш небоскребов

  17 апр. 2019 г.

• Эффективность солнечной панели

  12 ноября 2018 г.

• Инженерное дело (физика) против финансов

  22 мая 2017 г.